Gümüşi beyaz görünümü ve yüzey merkezli kübik yapısı olan alüminyum (Al), 404959,6 nanometre kafes sabitine, 26,8 bağıl atom kütlesine, 658 derece erime noktasına ve 2000 derece kaynama noktasına sahiptir. Alüminyum ticari çinkoda doğal olarak mevcut değildir; bunun yerine sıcak daldırmalı galvanizleme işlemleri sırasında kasıtlı olarak eklenir. Alüminyum eklemenin amaçları, çelik borular üzerindeki çinko kaplamanın parlaklığını arttırmak, esnekliğini arttırmak, demir-çinko alaşımı tabakasının yapısını değiştirmek ve erimiş çinkodaki demirin etkilerini ortadan kaldırmaktır. Bunlar aşağıda ayrıntılı olarak açıklanmıştır:
(1) Alüminyum, Galvanizli Çelik Boruların Parlaklığını ve Esnekliğini Artırır
Teorik olarak, bu hedeflere ulaşmak için erimiş çinkoda yalnızca %{{0}.0%2'lik bir alüminyum içeriği yeterlidir. Bununla birlikte, alüminyumun erimiş çinkonun yüzeyinde oksidasyona yatkınlığı nedeniyle, erimiş çinkoda %0,02'lik bir alüminyum içeriğini korumak için yaklaşık %0,2'lik ampirik bir alüminyum ilavesi gereklidir. Alüminyumun oksijene karşı yüksek afinitesi vardır, oksijen difüzyonunu etkili bir şekilde önleyen bir alümina tabakası oluşturur, alttaki erimiş çinkoyu ve erimiş çinkoyu oksidasyondan korur. Benzer şekilde erimiş çinkodaki diğer metal elementler de oksidasyondan korunur. Oksitlenmiş çinko, kurşun ve kadmiyum sarıdır ve alüminyum olmadan galvanizli katman önemli ölçüde sarı bileşenler içerecek ve bu da parlaklığını olumsuz yönde etkileyecektir. Bu nedenle sıcak daldırma galvanizleme sırasında parlak bir galvaniz tabakası elde etmek için belli bir miktar alüminyum ilave edilir. Ayrıca erimiş çinko %0,2 oranında alüminyum içerdiğinde en iyi desen elde edilir ve galvanizli katmanın esnekliği özellikle iyidir.
Ancak Amerikan Test ve Malzeme Derneği, alüminyumun parlatıcı metal katkı maddesi olarak kullanılmamasını ve kullanılması halinde bunun %0,01'in altında sınırlandırılması gerektiğini önermektedir.
(2) Galvanizli Katmanın Yapısının Değiştirilmesi
Teorik olarak, galvanizli katmanın yapısını değiştirmek için erimiş çinkoda %{{0}},2 ila 0,3 oranında bir alüminyum içeriği yeterlidir. Bununla birlikte, pratik üretimde alüminyum, erimiş çinkodaki oksijenle kolayca reaksiyona girer ve tüketilir; bu nedenle, alüminyum içeriğini %0,2 ila %0,3 arasında tutmak için yaklaşık %1,5 ila %3,5 oranında bir alüminyum ilavesi gereklidir. Alüminyum içeriğinin galvanizli katman yapısına etkisini göstermek için alüminyum içeriği arttıkça galvanizli katman yapısında meydana gelen değişiklikleri inceleyelim:
Erimiş çinkoda alüminyum içeriğinin %0.05'e yükseltilmesi, galvanizli katmanın yüzey parlaklığını arttırır ancak yapısını etkilemez. Bu nedenle galvanizli yapı, saf erimiş çinkodan elde edilen yapıyla aynıdır; bir yapışma katmanı (faz a), bir ara katman (faz ), hafif çatlaklı bir katman (faz δ₁), bir yüzer katman (faz S), ve saf bir çinko katmanı (faz η). Saf erimiş çinkodan kaplanan galvanizli tabakadan farkı, fazların kristal şeklinde olmasıdır.
Erimiş çinkodaki alüminyum içeriği %0,1 olduğunda, yüzen katmanın (S fazı) kristalleri büyük bloklar halinde bulunur ve artık sürekli bir katman halinde değil, ayrılmış kalıntılar halinde düzenlenir.
Erimiş çinkodaki alüminyum içeriği %0.15 olduğunda, yüzen katmanın (S fazı) dağılımı da sürekli değildir ancak yalnızca katmanla (δ₁ fazı) daha büyük, karşılıklı olarak ayrılmış kristal kümelerden oluşur. biraz daha yoğun bir yapı gösteriyor.
Erimiş çinkodaki alüminyum içeriği %0.24 olduğunda, dağlamayı (alaşımlamayı) engelleme etkisi güçlüdür. Bu erimiş çinko içerisinde 440 derece sıcaklıkta 1 saat galvanizleme yapılıp daha sonra kontrol edilirse herhangi bir reaksiyon görülmez. Bu nedenle galvanizli numune üzerinde yalnızca saf çinko tabakası bulunur. Bunun nedeni, alüminyum ve çelik arasındaki reaksiyonun, demir iyonlarının çinkoya doğru difüzyonunu engelleyen ince bir FeAl₃ (veya bazı kaynaklara göre Fe₂Al₅) filmi üretmesidir.
Yukarıdakilerden yola çıkarak, alüminyum miktarı galvanizli tabakanın yapısını değiştiren önemli bir faktördür. Alüminyum içeriği sabitlendiğinde galvanizleme süresi, akışkanlık (Şekil 3-5'de gösterildiği gibi) ve galvanizleme sıcaklığı gibi proses parametreleri de çinko katman yapısındaki değişimi etkiler. Bu nedenle sıcak daldırma galvaniz üretiminde bu üç faktör arasındaki ilişki proses spesifikasyonları ile belirlenir ve ancak sıkı bir şekilde kontrol edilen çalışma koşulları altında istenilen galvaniz tabakası elde edilebilir.
(3) Erimiş Çinkodaki Demirin Etkilerini Önlemek
Alüminyum, erimiş çinkodaki demirle reaksiyona girerek üç bileşik oluşturur: FeAl, FeAl₂ ve FeAl₃, böylece galvanizli katman üzerindeki etkisini azaltır.
